Пластик: что это такое, из чего делают, виды пластмасс

Отметим, что потребление соединений в мире постоянно растет. Они наиболее востребованы в промышленности и производстве. Причем львиную долю рынка занимают именно синтетические материалы. Ученые попытались подсчитать, о каких именно количествах мы можем говорить на данный момент. Выяснилось, что общий объем выпускаемой продукции составляет не менее 280 млн тонн в год. При этом средние темпы роста – 4-6%, они сохранялись даже в период пандемии.

Что такое пластик

Высокомолекулярное соединение, которое может иметь как природное, так и синтетическое происхождение.

Под термином также понимаются сложные материалы, в основе которых лежит комбинация полимера и другого соединения с отличающейся структурой. Фактически они изготавливаются на основе пластмасс. Одновременно с этим вещества обладают специфическими характеристиками. В качестве примера можно рассмотреть популярный некогда мебельный пластик.

Пластмассой в полном смысле слова он не является. При этом имеет некоторые ее свойства – например, высокий срок службы. Однако механизм его производства принципиально отличается от базового стандарта. Чаще всего он изготавливается путем пропитки специальной бумаги термореактивными смолами.

История появления пластика

Давайте поговорим о том, как мир узнал, из чего делается пластмасса. Впервые ее получил англичанин А. Паркс – это произошло в 1855 году. Соединение имело название от имени исследователя – паркезин. Позднее в обиход вошло наименование целлулоид.

Стабильное производство веществ связано с началом применения природных материалов – в частности, шеллака. Однако массовый выпуск данной продукции произошел позднее, когда натуральную органику заменили ее химически модифицированные формы. Наиболее распространенным сырьем стали резина и нитрированная целлюлоза. Производство стремительно набирало обороты, а первооткрыватель основал собственную компанию, занимающуюся его синтезом.

Что такое пластмассы, их свойства и какие виды сырья используются при их изготовлении в России узнали позднее. Когда перспективы материала стали очевидны, ученые начали пытаться получить его. За основу брались фенол и формальдегид. Первый российский пластик синтезировали в 1914 году, его назвали карболитом. В дальнейшем одним из его создателей, Г. Петровым, был получен текстолит.

А вот первый негорючий материал представил бельгиец Л. Бакеланд. Вещество в дальнейшем было названо его именем – «бакелит». Его массовое распространение связано с потребностью мирового сообщества в изоляторах. Именно изобретение ученого пришло на смену шеллаку и эбониту.

Свойства пластика

Его характеризует невысокая плотность – до 1.8 г/см3. Своей популярностью он обязан минимальной проводимости тепла и электричества. Изначально он начал распространяться именно в качестве вещества, перспективного для производства изоляции.

Среди других значимых свойств выделяют:

· частое размягчение при нагревании, неспособность к разложению в результате температурного воздействия;

· невосприимчивость к влаге и действию большинства кислот, в том числе, сильных;

· практически полная безвредность для здоровья человека;

· потенциал для модификации, в частности методами совместной полимеризации;

· относительно невысокая твердость.

Если кратко и простыми словами дать определение тому, что такое пластмасса, то это вещество с высокомолекулярной структурой, которое может сочетаться с другими материалами. Среди последних ткани, дерево, стекловолокно. Соединения также не меняют характеристик при добавлении всевозможных красителей. Последние позволяют получать готовые изделия практически любого оттенка в зависимости от используемого пигмента.

Многие качества вещества определяются его составом. Отдельные характеристики меняются при добавлении в массы различных веществ. В частности, пластификаторов и антипиренов. Помимо этого, в производственном процессе могут применяться специальные антиоксиданты – например, трифенилфосфит.

Состав пластмассы

В качестве базовых компонентов используются смолы и полимеры. Первый вариант – самый дорогой. Более того, в чистом виде вещество не всегда способно обеспечить необходимые физические свойства и эксплуатационные характеристики будущих изделий. Итоговый состав определяется требованиями к продукции.

Именно поэтому производители так часто используют всевозможные наполнители. Отдельные группы этих веществ способны модифицировать определенные свойства пластика. Например, если изготовителю требуется получить более твердый материал, то он может добавить асбест или другие соответствующие соединения.

Виды пластмассы

Ввиду многообразия сырья они могут значительно различаться по физическим характеристикам и другим параметрам. Значительную роль также играет производственный процесс. Тем не менее по видовому многообразию пластмассы различают в зависимости от типа базового компонента и их поведения при нагревании. Важно рассмотреть ключевые особенности веществ каждого типа. Это поможет выбрать оптимальное вещество для решения конкретных задач.

По типу основного компонента

В качестве него может использоваться фенолоформальдегидные, эпоксидные или мочевино-формальдегидные смолы. Соответственно из них получают:

1. Фенопласты.

2. Эпоксипласты.

3. Аминопласты.

Каждый обладает специфическими характеристиками. Поэтому в процессе выбора так важно учитывать основные виды, типы, состав пластмасс и их применение, а также информацию о том, какие у материала бывают свойства.

По поведению при нагревании

По данному критерию различают две категории веществ – термореактивные и термопластичные. Первые способны размягчаться, а также полностью или частично плавиться. В дальнейшем при определенной химической реакции материалы данного вида приобретают твердое состояние. Оно также является неплавким и нерастворимым. Важная особенность веществ – утрата основных свойств после нагревания.

Термопластичный материал полностью размягчается и плавится под воздействием определенных температур. При охлаждении он приобретает твердое состояние. Ключевое отличие от соединений первого типа – возможность повторного использования после дополнительной формовки. Однако физико-химические свойства некоторых материалов в результате последней также могут ухудшаться.

Способы получения пластмассы

Мы уже узнали, из чего делают пластик – настало время поговорить о том, как его изготавливают и какие технологии при этом могут использоваться. Сегодня производители используют две основные реакции – полимеризации и поликонденсации. Они предполагают разный порядок действий и часто использование специфического оборудования. Рассмотрим каждый процесс более подробно.

Реакция полимеризации

В ходе нее большое количество мономеров соединяются друг с другом, образуя в результате высокомолекулярную структуру вещества. Состав конечного продукта при этом идентичен исходным веществам. При необходимости возможно проведение обратной процедуры разложения до исходных компонентов.

Реакция поликонденсации

Предполагает соединение мономеров путем их связи с функциональными группами. В процессе выделяются побочные низкомолекулярные продукты. В частности, аммиак и соль. Результатом также становится получение высокомолекулярного вещества.

Обратное разложение в данном случае возможным не представляется. Причина в несовпадении элементарных составов продуктов реакции и базовых компонентов. Данным методом может быть образован такой полимер как полиамид и многие другие материалы.

Применение пластмассы

Если рассматривать мировое производство, то их основное назначение – изготовление различных видов упаковки. Материал идеально подходит для ее выпуска. Низкая себестоимость, гибкость и эластичность, достаточная прочность и практически неограниченный срок годности позволяют применять различные варианты тары и пленок совместно с любой продукцией. В частности, с пищевой, химически агрессивной и так далее.

Однако в зависимости от разновидности вещества могут иметь узкое назначение. Классификация проводится по базовым компонентам и физико-химическим характеристикам. Поэтому важно разобраться, к какому типу веществ относятся пластмассы, что представляют собой их основное сырье и чем по сути является полученный материал.

Полиэтиленовые полимеры

Это похожая на воск масса, которая может сохранять достаточную пластичность даже при низких температурах. Она невосприимчива к воздействию влаги и химической агрессии. Производится посредством полимеризации этилена.

Материал чаще всего применяется при производстве различных видов гидроизоляции. Хорошие водоотталкивающие свойства также обуславливают его частое использование при создании различной сантехники, комплектующих и фурнитуры.

Полипропиленовые полимеры

Визуально представляет собой белый порошок с различным диаметром фракций. Если учесть, из чего производят данную пластмассу, для каких целей ее изготавливают, где используют и какой это материал по физико-химическим параметрам, то можно отметить его ключевое назначение.

Продукт полимеризации полипропилена особенно востребован при создании пленок и труб разного диаметра. Его преимущества – небольшой вес, непроницаемость при воздействии любого газа и пара.

Поливинилхлоридные (полихлорвиниловые) полимеры

Визуально представлены гранулами различного диаметра. Обладают повышенной плотностью. Для материала характерна отличная морозостойкость. Выступает диэлектриком. Является продуктом полимеризации винилхлорида.

Часто используется при изготовлении различных изоляционных пленок. Также востребован при производстве отделочных материалов – например, линолеума. При анализе вещества важно учесть базовый компонент, что есть внутри в составе пластмассы: он позволяет определить ее свойства и отличить параметры от характеристик аналогов. В данном случае ключевыми будут именно изоляционные свойства соединения.

Полиизобутиленовые полимеры

Эластичный, визуально напоминает каучук. Производится путем полимеризации изобутилена. При этом поддерживается температура порядка 100 С. В состав добавляются различные соединения – например, бора или титана. Плотность находится на уровне 0.92 г/см3.

Пластиковый материал их этого вещества преимущественно используется для гидроизоляции зданий, сооружений и оборудования. Его также применяют при выпуске лаков, мастик и других составов со схожими характеристиками.

Полистирольные полимеры

Одно из наиболее востребованных веществ в разных отраслях. Отметим, что такое пластик (пластмасса) – это синтетический материал, какой часто используется при производстве популярного латекса. Также подходит для изготовления эмалей, пленок. Может использоваться при создании различных стройматериалов – например, облицовочной плитки.

Визуально представлен обесцвеченными гранулами. Подходит для окрашивания путем добавки пигментов. Ключевые недостатки – относительная хрупкость. Материал также нельзя назвать максимально устойчивым к температурному воздействию. Однако он легко поддается формовке, а потому часто закупается производителями различных изделий.

Поливинилацетатные полимеры

Им свойственна прозрачность, способность к окрашиванию. Вещества характеризует низкая стойкость к воздействию кислот и щелочей, особенно агрессивных. Они практически не набухают под воздействием влаги, однако могут растворяться – например, в некоторых видах спиртов.

Когда мы говорим о сфере применения, то учитываем, из чего сделана пластмасса – это природный, органический или синтетический материал, который состоит из высокомолекулярных соединений. Поэтому он может быть востребован в производстве клея, лака и всевозможных строительных растворов. Вещество также используется при изготовлении разных видов полимербетонов.

Полиакрилатные полимеры

Представляют собой похожую на осколки стекла массу, не имеют цвета и обладают достаточной прозрачностью. Преимущественно применяются в процессе производства материалов для гидроизоляции. Также используются для изготовления бетонов и строительных растворов с высокими показателями водонепроницаемости.

Соединения получают посредством полимеризации двух кислот – акриловой и метакриловой. Говоря о том, что называют пластмассой и какие есть виды материалов известны на данный момент, эти вещества принято отмечать в первую очередь.

Фенолоформальдегидные полимеры

Их ключевые свойства – отличные показатели прочности и стойкости к тепловому воздействию. Соединения производятся путем реакции фенола и формальдегида. Визуально представляют собой гранулы разного диаметра.

Актуально их использование с целью изготовления отделочных плит. Материал также востребован в ходе создания слоистого пластика. Его применяют и в процессе производства лакокрасочных материалов, клея.

Аминоформальдегидные полимеры

Визуально бесцветный раствор в жидком состоянии, также может иметь гранулированный вид. Вещества получают путем поликонденсации базового компонента с формальдегидом. При этом требуется создание особых условий, что возможно только на специально оборудованных площадках.

Так как производство изделий из пластмасс – это заведомо сложный процесс, то он требует проведения предварительных расчетов. Данное вещество остается одним из наиболее капризных. Тем не менее, из него успешно изготавливают изоляционные пленки, различные клеевые растворы.

Полиуретановые полимеры

Соединения получают путем реакции диизоцианата с отдельными видами спирта. К ключевым характеристикам материала относят высокую плавкость, способность к формовке. Вещество плавится при невысоких температурах. Оно гигроскопично, невосприимчиво к агрессии окружающей среды при стандартных условиях. Не реагирует с некоторыми щелочами и кислотами.

Визуально вещество представляет собой пластмассовый состав из гранул разных фракций. Применяется в ходе производства клеев. Также может использоваться при изготовлении стройматериалов из натурального камня в качестве вспомогательного компонента.

Маркировка пластмасс

С ее помощью легко узнать о плотности соединения, его физико-химических свойствах, условиях применения и хранения. Также значения на упаковке помогают уточнить возможность их переработки. Не забывайте, что отдельные виды пластических масс не подлежат вторичной переплавке и формовке. Соответственно их можно только утилизировать. Маркировка укажет на такие материалы.

Среди наиболее распространенных значений:

· PEHD – полиэтилен высокой плотности;

· PET – полиэтилентерефталат;

· PVC – поливинилхлорид;

· PELD – полиэтилен высокого давления;

· PS – полистирол.

Отдельные обозначения предусмотрены для ABS пластика, других материалов и биоразлагаемых соединений. Используя условные обозначения, можно быстро сориентироваться в их свойствах и характеристиках, чтобы подобрать оптимальные вещества, варианты упаковки. Если они отсутствуют – это повод усомниться в качестве продукции.

Подведем итоги

Итак, мы узнали из чего делают пластик и что можно изготавливать из материала. Высокомолекулярные соединения имеют множество разновидностей. Они производятся из отдельных видов смол. Для оптимизации определенных показателей состав может включать различные добавки. В частности, красящие пигменты.

Каждая разновидность пластмассы обладает индивидуальными физико-химическими свойствами. Их важно учитывать в процессе выбора. В целом материал перспективен и востребован. С каждым годом его общемировое производство увеличивается примерно на 4-6%. Большинство веществ подходят для вторичной переработки, но некоторые можно только утилизировать на специальных полигонах.

Когда мы говорим о том, что является основой пластмассы и к какому типу относится материал, то отмечаем, что это высокомолекулярные соединения, образованные путем полимеризации или поликонденсации. Их производство осуществляется с применением высокотехнологичного оборудования. Изготовление допускает применение наполнителей. Однако базовыми компонентами выступают смолы и полимеры.